談大興影劇院舞臺臺倉滿堂紅腳手架搭設

張武民

(北京誠通新新建設有限公司，北京 100141)

1 工程概況

大興區影劇院工程是大興區重要的文化活動中心，市大興區重點工程，建筑面積為18 000 m2，其中中心舞臺長為36 m，寬為24 m，中間為半徑8.65 m的升降舞臺，舞臺底標高為－14.1 m，中空到頂，全高為 52 m，四周設頂板，分別為 －10.9 m，－3.7 m，－0.1 m處。屋蓋為坡度1∶4鋼桁架屋面。

2 中心舞臺腳手架搭設方案的選擇

2.1 方案的選擇

由于中心舞臺高度較高，腳手架高度為52 m，為高大型腳手架，故采用滿堂紅扣件式腳手架。

2.2 立桿、橫桿的搭設要求

此滿堂紅腳手架總高度為52 m，30 m以下立桿為雙立桿，30 m以上為單立桿，立桿間距1.2 m，橫向水平桿步距1.5 m，內每隔3排立桿設剪刀撐，由底到頂，防止架體失穩。四周每層與主體結構進行的拉結、支頂，每一層的拉結點不少于18點(東西兩面各4個支頂拉結點，南北兩側各5個拉結點)，拉結支頂牢固。

立柱上對接扣件應交錯布置，兩個相鄰立柱接頭不應設在同步同跨內，兩相鄰立柱接頭在高度方向錯開的距離不應小于500 mm，各接頭中心距主節點的距離不應大于步距的1/3。

橫桿采用對接扣件連接，對接接頭應交錯布置，不應設在同步、同跨內，相鄰接頭水平距離不應小于500 mm，并應避免設在縱向水平桿的跨中。

2.3 剪刀撐的搭設要求

本腳手架剪刀撐沿架高通長布置，每道剪刀撐跨越立柱的根數宜在5根～7根之間，每道剪刀撐寬度6跨，斜桿與地面的傾角宜在45°斜桿扣在立柱上，兩端分別用旋轉扣件固定，在其中間增加2個～4個扣結點。所有固定點距主節點距離不大于15 cm，最下部的斜桿與立桿的連接點距地面控制在30 cm內。

2.4 安全網的支搭

每隔4 m設一層水平安全網，封網要求將網封嚴，不準有縫隙，作業層下一步架設一層隨層安全網，隨作業層增加而增加。臺倉－3.7 m以上，在腳手架四周平臺處，搭設雙道護1.2 m高身欄桿，用密目網封嚴，防止非操作人員進入滿堂紅腳手架區內。

2.5 腳手板鋪設

作業層的腳手板鋪設，采用5 cm厚，20 cm寬，4 m長的木板鋪嚴，在兩端處用直徑1.2 mm的鍍鋅鐵絲箍繞2圈～3圈固定。腳手板應平鋪、鋪滿、鋪穩，靠墻一側離墻面距離不應大于150 mm;在拐角、斜道平臺口處的腳手板，應與橫向水平桿可靠連接，以防滑動;作業層端部腳手板探頭長度應取150 mm。不準有飛跳板或探頭板，作業層設擋腳板。

2.6 卸荷

因架子總高度超過50 m，屬于高大架子，考慮到施工需要及相關規范要求，對腳手架進行卸荷措施，本腳手架采用兩組卸荷措施，在30 m雙立桿處設一組，在40 m處設一組。在梁上預埋直徑20 cm圓鋼環拉結件，每組卸荷預埋點不少于18點(東西兩面各4個預埋點，南北兩側各5個預埋點)。每組卸荷采用18根鋼絲繩。

每一點用一根直徑12.5 cm的鋼絲繩卸荷，用相應的鋼絲繩卡卡緊，用調節螺栓進行調整，對架體進行卸荷，卸去架子自重及架子承受的部分荷載。

鋼絲繩上端與埋件連接，下端與架子相連，中間用調節螺栓調整，下端套在縱橫水平桿下方，縱橫水平桿上方設兩個空卡子增大摩擦力。

3 滿堂紅腳手架支撐計算書

3.1 荷載計算

3.1.1 腳手架結構自重

腳手架結構自重計算簡圖見圖1，相關參數見表1。

表1 腳手架相關參數

1)立桿:(52 ×0.038 4)+(30 ×0.038 4)=1.996 8+1.152=3.148 8 kN;2)水平桿:需要的水平桿數為:52/1.5=34 根;1.2 ×2 ×0.038 4 ×34=3.134 8 kN;3)剪刀撐:1.7 ×4=6.8 m，6.8 ×0.038 4=0.261 12 kN;4)直角扣件:(1+1) ×34 ×0.013 5=0.918 kN;5)對接扣件:需要的個數為:52/6=8 個，8 ×0.018 5=0.148 kN。

3.1.2 舞臺頂板荷載

鋼筋混凝土的荷載標準值:25 kN/m3。

頂板的坡度形式見圖2。

頂板的面積:25.357 ×33.6=851.995 2 m2。

頂板的荷載:851.995 2×0.12×25=2 556 kN。

板在每平方米的荷載為:2 556/(25.357 ×33.6)=3.0 kN/m2。

3.1.3 頂板所有梁的荷載

56.9 ×25=1 422.5 kN。

梁在每平方米的荷載為:

1 422.5/(25.357 ×33.6)=1.669 6 kN/m2。

木模板:0.5 kN/m2。

3.1.4 施工均布荷載

查《建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術規范》表4.2.2得:

3.2 對滿堂紅腳手架按軸心受壓構件計算立柱穩定性

其中，N為所計算立柱范圍內的軸心壓力設計值，N=1.2NGK+1.4∑NQK;fc為鋼材的抗壓設計值，fc=205 N/mm2;NGK為腳手架結構自重產生的軸心壓力標準值和結構構件的荷載;∑NQK為施工荷載產生的軸心壓力標準值總和;1.2，1.4分別為永久荷載與可變荷載的荷載分項系數;φ為軸心壓桿的穩定系數，根據所計算立柱段的長細比，由規范查取，k取1.155，h 為所計算立柱段的腳手架步距，h=1.2 m，i為立柱截面的回轉半徑，由《建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術規范》查得1.58 cm，μ為計算長度系數，由于滿堂紅腳手架，取值為1。

N=1.2NGK+1.4∑NQK=[1.2 × (5.285+5.169 6)+1.4 ×3.0]×1.22=24.113 5 kN。

查附錄表 C，φ =0.516。

查表 B，A=489 mm2。

4 卸荷計算

卸荷點柱距取橫向5 m，縱向取6 m，與結構外皮間距0.5 m，卸荷能力按其承載力的一半分配上部荷載，且不超過上部荷載的1/3，腳手架(架高30 m～52 m)的一個縱距內全部荷載設計值。

4.1 管架及材料自重計算

查表得:扣件鋼管架構件自重計算基數:gk1=0.128 kN/m。

作業層面材料自重:gk2=0.348 4 kN/m。

整體拉結和防護材料自重:gk3=0.061 4 kN/m。

N=1.2 ×[22 ×(0.121 8+0.061 4)+2 ×1.2 ×0.348 4]+1.4 ×2 ×1.2 ×1.8=11.887 9 kN/m。

A 點:P1=0.5 ×(N ×6/1.2×1/3)=9.906 6 kN。

B 點:P2=0.5 ×(N ×6/1.2 ×1/3)=1.2 ×2 ×1.2 ×0.348 4 ×0.5/1.2 × 6/1.2+1.4 × 2 × 1.2 × 1.8 × 0.5/1.2 × 6 × 1.2=23.641 5 kN/m。

4.2 鋼絲繩的受力計算

鋼絲繩受力計算簡圖見圖3。

sinα =0.9，cosα =0.49，sinβ =0.986，cosβ =0.164。

TOA=P1/sinα =9.906 6/0.9=11.007 3 kN/m。

TOB=P2/sinβ =23.641 5/0.986=23.977 2 kN/m。

TAB=TOAcosα +TOBcosβ =11.007 3 ×0.49+23.977 2 ×0.164=5 395+3.932 3=9.33 kN，TOB最大，因此 Tmax=23.977 kN。

4.3 吊點處抗滑承載

鋼絲繩之間荷載不均勻系數 α=0.85(6×19，φ15.5鋼絲繩)。

鋼絲繩使用安全系數K1=3.5。

Pg≥TmaxK1/α =23.977 ×3.5/0.85=98.73 kN。

則選用 6 ×19，φ15.5 mm 鋼絲繩，其中 Pg=1 250 kN。

每個扣件的抗滑承載力8 kN，而本結構吊點處，水平方向分力最大值9.33 kN，需兩個扣件就可以滿足，吊點有兩個吊件，可以滿足要求。垂直方向分力為P2=23.645需扣件數P2/8取3個，吊點有兩個扣件，需增加兩個扣件，以保證安全。

5 結語

通過詳細計算和科學規劃，本方案順利通過專家論證，并安全地完成施工任務。

[1] 《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊[M].第4版.北京:中國建筑工業出版社，2002.

[2] 北京土木建筑學會.建筑施工腳手架構造與計算手冊[M].北京:中國電力出版社，2001.

[3] 余孫文.淺談滿堂支架施工技術要點[J].山西建筑，2011，37(2):95-96.